铜冶炼企业综合废水回用技术实践初论

杜 玲

（四川康西铜业有限责任公司，四川 康西 615013）

0 前言

我国作为一个水资源极度短缺的国家，在水资源的利用方面存在着两个十分突出的问题，一是对于水资源的利用不够，地下水开采不合理，而是水污染严重，水资源的利用效率低下。而水资源的短缺性，使得水污染的处理成为了水资源合理利用的关键。对于金属冶炼企业而言，采取相应的措施，做好废水的回收再利用，不仅是可持续发展的要求，更是提高企业经济效益的关键，应该引起企业管理人员的重视。

1 铜冶炼企业废水的危害

对于铜等有色金属冶炼企业而言，其废水主要来自以下几个方面：

（1）烟气净化水：指在对冶炼烟气进行洗涤时产生的废水，包含大量的悬浮物和各种重金属污染物；

（2）冲洗液、冷凝液：包括制酸系统的废酸、湿式除尘中的洗涤水、硫酸电除雾中的冷凝液和冲洗液等，酸性较高，而且含有重金属污染物；

（3）冲渣水：主要是在火法冶炼中，对熔融态的炉渣进行冷却时产生的废水，不仅温度较高，而且含有炉渣微粒以及少量的重金属污染物；

（4）设备冷却水：指由于冷却冶炼炉等设备循环水排污产生的废水，不过此类废水一般只是温度较高，很少存在污染，可以进行循环利用。

铜冶炼企业产生的费用，对于自然环境和人类监控有着巨大的危害，主要包括：

（1）制酸过程中产生的酸性废水如果不经处理，直接排放入水土中，会逐渐改变水体的pH 值，不仅会腐蚀金属、混凝土结构等，还会影响生物的正常生长。

（2）废水中含有的重金属元素在自然界很难分解，而是会通过生物链富集，最终威胁人类的健康。例如，“骨痛病”是由于水中的镉元素造成的，肝癌、肾癌等癌症主要是砷元素过量导致，即使是危害较小的铜，如果在人体中过量富集，也会导致肝脏的损坏，引起“Wilson 氏症”等疾病。

（3）废水的过量排放，会影响自然水体中微量元素的平衡，造成水生生物的变异或死亡，如果用来灌溉农作物，则会导致农作物减产等。由此可见，金属冶炼企业产生的废水会对生态环境和人类健康造成巨大的危害，需要采取合理有效的处理措施，对废水进行综合利用，减少其对于环境的污染和破坏，提高水资源的利用效率，最终实现企业的可持续发展。

2 铜冶炼企业综合废水回用技术

从目前来看，我国金属冶炼企业在对废水进行处理时，主要采用吸附法、中和法、膜分离法、离子交换法、混凝沉淀法和生物法等方法，这些方法虽然都有着一定的成效，但是各自也存在着一定的问题，而且一般都是在将废水进行处理，确认其达到相应的排污标准后，将其排放，而并没有对其进行循环再利用。因此，这里提出了几种铜冶炼企业综合废水回用技术，希望可以为相关企业的废水处理提供一定的参考和借鉴。

2.1 电渗析法

所谓电渗析，指以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，将带电组分的盐类和非带电组分的水分离的技术，可以实现溶液的浓缩、淡化、精制或者纯化等工艺过程，在电力、热工自动化、电厂化学与金属等学科和领域得到了较为广泛的应用。在铜冶炼企业的综合废水回收利用中，应用电渗析法，需要注意几个方面的问题：

2.1.1 实验装置

实验装置的基本参数如下：

设计处理规模为20L/h，采用四级四段工艺，其主要运行参数包括：

进水流量：10-50 L/h；

操作电压：10-80V；

进水TDS：1000-3500mg/L；

进水硬度：700-1200mg/L；

进水pH 值：7.5-8.5。

2.1.2 实验方法

以某铜冶炼企业排出的废水为原水，通过实验，确定电渗析法的极限电流密度，研究电压、进水流量、进水浓度等相关参数对电渗析处理工艺出水水质的影响，并通过对比的方式，测试不同的阻垢剂对于自来水、电渗析进水、电渗析出水的阻垢率。

2.1.3 注意事项

一方面，要做好电渗析器的稳定性试验，以分清电渗析器在反应过程中的主要反应和次要反应，判断电渗析器的工作性能是否稳定。另一方面，要做好极限电流密度的测定。极限电流是电渗析技术中的一个重要参数，当电渗析其处于工作状态时，物料在浓、淡室之间流动，则在水流和离子交换膜之间，会存在一个滞留层，在直流电场的作用下，溶质离子会产生定向迁移。当工作电流不断升高且达到一定程度后，主体溶液中的离子无法迅速补充到离子膜的表面，则会引起滞流层中大量的水分子电离生成OH-和H+离子，来负载电荷，这种现象就是极化。极化状态下的电流密度就是极限电流密度。极化现象的出现，会造成膜电阻的增大，影响电渗析的效率和质量，需要相关人员的重视。

2.2 离子交换法

离子交换法是指利用固相离子交换剂的基本功能，与溶液中带有相同电性的离子进行交换反应，从而实现离子的去除、置换、分析和浓缩等目的。一般情况下，离子交换法多用于对软水或纯水的制取。在利用离子交换法对铜冶炼企业的废水进行处理时，需要注意以下几个方面的问题：

2.2.1 实验装置

取适量树脂，放入100mL 酸式滴定管中，滴定管底部要事先用棉球填平，避免树脂的下漏，在装入树脂后，要在上部装上棉球，以避免试液冲走树脂。在保证树脂柱中不存在气泡的情况下，开启上部阀门，使得液体均匀流过树脂柱，同时开启下部阀门，对流量进行调节，保持液面的平稳。

2.2.2 离子交换树脂的选择

通过相应的实验可知，在离子交换法中，产水最多的数值为强酸阳树脂D001 和弱碱阴树脂D301SC，在充分考虑产水量和技术成本的前提下，以价格最便宜的强酸阳树脂001×7 配合弱碱阴树脂D301SC，可以将吨水成本控制在0.269 元，最为经济合理。

2.2.3 进水流量设置

为了使得阳、阴树脂流量统一，确保出水的稳定性，应该将进水流量设置为5.0mL/min。对于铜冶炼企业而言，经离子交换处理后的废水，TDS 低于500mg/L，硬度在50mg/L 以下，可以达到循环冷却水的标准，因此出水可以供给企业进行循环利用。

3 结语

总而言之，从目前来看，我国铜冶炼企业在废水处理方面缺乏科学性，造成了水资源的浪费，相关技术人员应该充分重视起来，引入新的废水处理技术，切实做好废水的回收利用工作，减少废水对于环境的污染，提高企业对于水资源的利用效率，促进企业的持续健康发展。

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